【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电致化学发光领域，具体涉及一种钙钛矿离子凝胶溶液、钙钛矿离子凝胶膜及包含其的电致化学发光器件。
技术介绍
1、传统发光材料(例如钌(ii)三(2,2'-联吡啶)分子、cdse量子点、cdte量子点及zns量子点)的制造过程复杂、亮度较低、发光光谱范围较窄、且器件寿命较短。与传统发光材料相比，钙钛矿材料是一类具有半导体性质的材料，其具有优异的光电性能和发旋旋光性能，故而具有更广泛的应用前景，可作为光电器件以应用于显示技术、照明技术、以及生物医学等领域。
2、钙钛矿材料电致化学发光器件的工作机制是基于电致化学发光原理。在器件中，电流通过钙钛矿材料，使其产生钙钛矿正离子和钙钛矿负离子。这些正离子和负离子会在电致化学发光器件中电极的表面相撞产生激发钙钛矿分子。透过电化学激发后,材料内部的电荷载体(电子和空穴)被注入并在材料中迁移，激发出光子，从而实现电致化学发光。
3、然而，现有的常规钙钛矿材料在用于光电器件领域时，器件的电致化学发光效果仍然较差，且寿命较短。故而，有必要提供一种新的钙钛矿材料电致化学发光器件，以改善上述问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种钙钛矿离子凝胶溶液、钙钛矿离子凝胶膜及包含其的电致化学发光器件，电致化学发光器件电致化学发光效果更好、寿命更长。
2、为达到上述目的，本专利技术提供了一种钙钛矿离子凝胶溶液，其包含异质结钙钛矿材料、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、1-乙基-3-甲基
3、本专利技术钙钛矿材料由a3bi2i9和a’3bii6两相构成异质结形式存在，这样的材料协同聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)和1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺后续可实现电致化学发光。如果不包含聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)作为结构层和1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺作为导体，就没有电流通过器件，电致化学发光则不能实现。
4、本专利技术上述钙钛矿离子凝胶溶液后续应用在电致化学发光器件时可以更显著地增强器件的电致化学发光效果及使用寿命。
5、其一，首先，该异质结结构可以改变价带和导带的能带结构，从而影响电子和空穴在材料中的流动和复合。这种能带的调节可以调整器件的发光波长，使器件具有更宽的发光光谱范围。同时，这种能带的调节还可以调整器件的光电转换效率。其次，一般钙钛矿材料容易受到湿度、光照和高温等环境因素的影响，而本专利技术异质结的引入可以提高钙钛矿电致化学发光器件的耐久性和长期稳定性。与传统的液态电化学发光器件相比，本专利技术后续得到的电化学发光器件展现出了显著的稳定性提升。再者，该异质结结构还可以增加钙钛矿电致化学发光器件的电流和电压输入。通过在不同材料之间形成适当的能带偏移，异质结可以减少载流子的复合，并提高器件的发光输出，使器件具有更高的亮度。
6、其二，聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)具有很高的介电常数，这有助于增加器件的电容性能。除此之外，聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)还可以提供所需的结构支持，避免器件因为电化学循环而破坏。
7、其三，1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺具有良好的电化学稳定窗口和低挥发性，这对于维持器件长期的电化学反应稳定性至关重要。同时，1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺的离子导电性能优异，有利于电荷传输，可以提升整个器件的电导率。尤其是，1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺与聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)协同应用时，还能够增强复合材料的整体离子输运性能。
8、尤其是，本专利技术将三者比例限定在1：3.8～4.2：0.7～1.1，可以更好地平衡产品的综合性能。组分用量过多或过少均会带来一些负面影响。例如，过多的聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)会降低器件的离子导电性；过多的1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺会降低材料的稳定性；以及，过多的异质结钙钛矿材料会增加器件内部的光吸收，从而降低发光效率，影响器件发光性能。还例如，过少的1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺会导致产品的离子输运能力不足；过少的聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)会导致结构稳定性不足；以及过少的异质结钙钛矿材料会导致在电极上进行反应的发光材料数量不足，影响器件的发光性能。
9、同时，相较于其他溶剂(例如乙醇、乙腈等)，本专利技术使用丙酮作为溶剂，可使离子凝胶组分有效溶解且不破坏本专利技术上述特定的钙钛矿结构，改善的材料处理性能，以后续获得更高质量的成膜材料。
10、额外补充的是，本专利技术的钙钛矿离子凝胶溶液后续用于电化学发光器件中时还具有较高的灵活性，例如可以通过改变钙钛矿材料的制备条件和方法、或者钙钛矿离子凝胶溶液涂布和烘烤过程的工艺参数来优化发光器件的性能。而且，利用现有的设备和工艺条件下即可获得本专利技术相关产品，成本较低，适合大规模生产。
11、进一步地，钙钛矿离子凝胶溶液中，以每1ml丙酮计，异质结钙钛矿材料、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)和1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺的总重量为200～240mg。1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺协同聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)(pvdf-hfp)可以制备具有高离子导电性的基质。基于此，可以有效平衡聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)基电解质膜的导电性和机械强度，过高或过低的用量都可能不利于膜的性能。
12、在一些可选的实施方式中，上述异质结钙钛矿材料可采用水热法、沉积法、离子交换法等方法来制备得到。在一种优选的实施方式中，异质结钙钛矿材料通过以下步骤制备得到：
13、步骤s1，将甲基碘化胺和五水硝酸铋分散在异丙醇(ipa)中，得到分散液，再向分散液中加入碘化氢溶液反应28～32min，得到混合液a；
14、步骤s2，向混合液a中加入n,n-二甲基甲酰胺(dmf)后使混合液a在110～130℃温度条件下进行6～9h化学反应，得到异质结钙钛矿材料。
15、步骤s1中，甲基碘化胺和五水硝酸铋的摩尔比为2.9～3.1：1.9～2.1；步骤s2中，n,n-二甲基甲酰胺的体积用量占混合液a中异丙醇体积的0.9～1.1％。
16、在上述步骤s2中，反应温度过低则无法高效得到目标产品，而反应温度过高则会导致甲基碘化胺分解，从而大幅度减少目标产品的收率。
17、进一步地，以每0.1克甲基碘化胺的重量计，异丙醇的体积用量为29～31ml；以每0.1克甲基碘化胺的重量计，碘化氢溶液的体积用量为0.9～本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钙钛矿离子凝胶溶液，其中，包含异质结钙钛矿材料、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺和丙酮；
2.根据权利要求1所述的钙钛矿离子凝胶溶液，其中，以每1mL所述丙酮计，所述异质结钙钛矿材料、所述聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)和所述1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺的总重量为200～240mg。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿离子凝胶溶液，其中，所述异质结钙钛矿材料通过以下步骤制备得到：
4.根据权利要求3所述的钙钛矿离子凝胶溶液，其中，以每0.1克甲基碘化胺的重量计，所述异丙醇的体积用量为29～31mL；
5.一种钙钛矿离子凝胶膜，其中，由权利要求1至4中任一项所述的钙钛矿离子凝胶溶液依次经涂布、干燥得到；且所述干燥的处理温度为25～35℃。
6.根据权利要求5所述的钙钛矿离子凝胶膜，其中，所述涂布的方式为旋涂、浸渍或滴涂。
7.一种电致化学发光器件，其中，包括顺次层叠设置的基底、权利要求5或6所述的钙钛矿离子凝胶膜以及电极层。
9.根据权利要求7所述的电致化学发光器件，其中，所述电极层的材料为碳、金属电极材料和氟掺杂氧化锡中的一种或两种以上的组合。
10.根据权利要求7所述的电致化学发光器件，其中，所述钙钛矿离子凝胶膜的厚度为80～120μm。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿离子凝胶溶液，其中，包含异质结钙钛矿材料、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺和丙酮；
2.根据权利要求1所述的钙钛矿离子凝胶溶液，其中，以每1ml所述丙酮计，所述异质结钙钛矿材料、所述聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)和所述1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺的总重量为200～240mg。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿离子凝胶溶液，其中，所述异质结钙钛矿材料通过以下步骤制备得到：
4.根据权利要求3所述的钙钛矿离子凝胶溶液，其中，以每0.1克甲基碘化胺的重量计，所述异丙醇的体积用量为29～31ml；
5.一种钙钛矿离子凝胶膜，其中，由权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：麦晋康，徐先亿，袁明鉴，冯健沛，王喆，
申请(专利权)人：香港城市大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：
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